JP2005022249A - 画像記録方法及び画像記録装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】二次元に配列された記録素子を備えた記録ヘッドにおいて、記録媒体へ与えるエネルギーにシェーディングが生じても、記録媒体上のエネルギー分布にシェーディングが残ることがなく、画質を向上する。
【解決手段】１画素を複数のドットで表現する場合に、周辺画素との相対位置関係に基づいて、光学系等に起因するシェーディング情報に基づいて、走査方向と交差する方向によって異なるしきい値を用いて、最終的な出力データである各ドットのデータを拡大又は縮小し、前記シェーディングによる画像の縮小又は拡大が相殺され、忠実な画像を記録することが可能となる。特に、画像のエッジ部分では、画像の拡大又は縮小が顕著に現れるため、このエッジ部分に特化して本実施の形態におけるシェーディング補正を行うことで、補正のための制御負担を軽減することができる。
【選択図】 図７
【解決手段】１画素を複数のドットで表現する場合に、周辺画素との相対位置関係に基づいて、光学系等に起因するシェーディング情報に基づいて、走査方向と交差する方向によって異なるしきい値を用いて、最終的な出力データである各ドットのデータを拡大又は縮小し、前記シェーディングによる画像の縮小又は拡大が相殺され、忠実な画像を記録することが可能となる。特に、画像のエッジ部分では、画像の拡大又は縮小が顕著に現れるため、このエッジ部分に特化して本実施の形態におけるシェーディング補正を行うことで、補正のための制御負担を軽減することができる。
【選択図】 図７
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、二次元配列された光ビームを形成する複数の記録素子ユニットが走査方向と交差する方向に配列されて構成された記録ヘッドを、前記画像記録面に沿って走査することで、ドットパターンによって当該画像記録面に画像を記録する画像記録方法及び画像記録装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、デジタル・マイクロミラー・デバイス（ＤＭＤ）等の空間光変調素子（記録素子）が利用され、画像データに応じて変調された光ビームを照射する記録ヘッドを用いて記録媒体へ画像を記録する（例えば、感光材料への画像露光）画像記録装置が種々提案されている（特許文献１参照）。
【０００３】
例えば、ＤＭＤは、制御信号に応じて反射面の角度が変化する多数のマイクロミラーが、シリコン等の半導体基板上にＬ行×Ｍ列の２次元状に配列されたミラーデバイスであり、単一の光源をこのＤＭＤに照射することで、ＤＭＤの分解能に応じた複数の光を独立して変調制御することができる。
【０００４】
一般に、ＤＭＤ等の記録素子は、各行の並び方向と各列の並び方向とが直交するように格子状（マトリクス状）に配列されていが、この記録素子を、走査方向に対して傾斜させて配置することで、走査時に走査線の間隔が密になり、解像度を上げることができる。
【０００５】
ところが、記録ヘッドから記録媒体（感光材料）へ与えられる光ビームのエネルギーに、シェーディングがある場合に、記録した画像の線幅にばらつきが生じることがある。
【０００６】
このため、従来では、複数の記録ヘッドを同一走査線上を走査し、所謂多重記録（多重露光）することで、記録媒体（感光材料）へ与えるエネルギーを調整するようにしていた。
【０００７】
【特許文献１】
米国特許第００５１３２７２３号
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のように記録素子を走査方向に対して微妙に傾斜させている場合には、同一走査線上を複数の記録素子が通過せず、多重記録によるエネルギー調整ができない。
【０００９】
また、記録素子の一部が同一走査線上に配置するように傾斜角度を調整した場合、走査方向に配列する複数の記録素子を利用することになり、本来高解像度のために利用できる記録素子数が減るという問題がある。
【００１０】
さらに、特に画像のエッジ部分、すなわち濃度が極端に変化する部分において、シェーディングにより光量低下が発生していると、エッジ部分が欠けて画像が縮小されてしまう。一方シェーディングにより光量増加が発生していると、エッジ部分が膨張し画像が拡大されてしまう。
【００１１】
このように、特にエッジ部分でのシェーディングの影響は画質に多大な影響を及ぼす結果となる。
【００１２】
本発明は上記事実を考慮し、二次元に配列された記録素子を備えた記録ヘッドにおいて、記録媒体へ与えるエネルギーにシェーディングが生じても、記録媒体上のエネルギー分布にシェーディングが残ることがなく、画質を向上することができる画像記録方法及び画像記録装置を得ることが目的である。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、二次元配列された光ビームを形成する複数の記録素子ユニットが走査方向と交差する方向に配列されて構成された記録ヘッドを、前記画像記録面に沿って走査することで、ドットパターンによって当該画像記録面に画像を記録する画像記録方法であって、目的とする注目画素への光ビームが、当該注目画素とその周辺画素に及ぼす光エネルギー分布特性に基づいて、目的とする注目画素とその周辺の積算エネルギー値を求め、光エネルギーを対象とした既知のシェーディング情報に基づいて、注目画素の位置とこの注目画素のしきい値情報との相関データを作成し、当該相関データに基づいて、注目画素の位置に対応するしきい値情報を選択し、選択したしきい値情報と、前記注目画素の積算エネルギー値と、を比較し、記録素子ユニットのドット単位で制御することを特徴としている。
【００１４】
請求項１に記載の発明によれば、入力される画像データの１画素を表示するために、複数のドットパターンによって表現する。
【００１５】
また、走査光学系等に起因して、走査方向と交差する方向においてシェーディングが発生する可能性がある。
【００１６】
そこで、目的とする注目画素への光ビームが、当該注目画素とその周辺画素に及ぼす光エネルギー分布特性に基づいて、目的とする注目画素とその周辺の積算エネルギー値を求め、光エネルギーを対象とした既知のシェーディング情報に基づいて、注目画素の位置とこの注目画素のしきい値情報との相関データを作成しておく。
【００１７】
この相関データに基づいて、注目画素の位置に対応するしきい値情報を選択し、選択したしきい値情報と、前記注目画素の積算エネルギー値と、を比較し、記録素子ユニットのドット単位で制御する。これにより、シェーディング情報が加味され、適正な記録素子の制御が可能となる。
【００１８】
請求項２に記載の発明は、前記請求項１に記載の発明において、前記注目画素が、画像の濃度が極端に切り替わるエッジ部分であることを特徴としている。
【００１９】
請求項２に記載の発明によれば、エッジ部分では、シェーディングによって変化する光エネルギーが顕著に現れる。そこで、シェーディングによる補正を画像エッジ部分のみとすることで、制御の負担を軽減することができる。
【００２０】
請求項３に記載の発明は、前記請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記ドット単位の制御が前記シェーディングによる画像の拡大又は縮小を相殺する縮小又は拡大であることを特徴としている。
【００２１】
請求項３に記載の発明によれば、シェーディングは、特にエッジ部分においては画像の拡大又は縮小となる。このため、このデェーディング情報に基づいてドット単位で制御することで、上記シェーディングによる画像の拡大又は縮小を相殺する縮小又は拡大させる。これにより、線幅（幅方向が走査方向と交差する方向）等を常に一致させることができる。
【００２２】
請求項４に記載の発明は、二次元配列された光ビームを形成する複数の記録素子ユニットが、走査方向と交差する方向に配列されて構成された記録ヘッドを、前記画像記録面に沿って走査することで、ドットパターンによって当該画像記録面に画像を記録する画像記録装置であって、目的とする注目画素への光ビームが、当該注目画素とその周辺画素に及ぼす光エネルギー分布特性を記憶する光エネルギー分布特性記憶手段と、前記光エネルギー分布特性記憶手段に記憶された光エネルギー分布特性に基づいて、目的とする注目画素とその周辺の画素のそれぞれのエネルギー値を演算する画素エネルギー演算手段と、前記目的及びその周辺画素の画素エネルギー値の積算エネルギー値を演算する積算エネルギー値演算手段と、画像記録時に発生する既知のシェーディング情報に基づいて、注目画素の位置と、この注目画素に対応するしきい値情報と、の相関データを作成する相関データ作成手段と、相関データ作成手段で作成された相関データから、注目画素の位置に対応するしきい値情報を選択する選択手段と、前記選択手段で選択されたしきい値情報と、前記注目画素の積算エネルギー値と、を比較する比較手段と、前記記録素子ユニットのドット単位で制御する制御手段と、を有している。
【００２３】
請求項４に記載の発明によれば、入力される画像データの１画素を表示するために、複数の二値化されたドットパターンによって表現する。
【００２４】
また、走査光学系等に起因して、走査方向と交差する方向においてシェーディングが発生する可能性がある。
【００２５】
そこで、光エネルギー分布特性記憶手段では、目的とする注目画素への光ビームが、当該注目画素とその周辺画素に及ぼす光エネルギー分布特性を記憶する。
【００２６】
この記憶された光エネルギー分布特性に基づいて、目的とする注目画素とその周辺の積算エネルギー値を演算する（画素エネルギー演算手段）。
【００２７】
一方、相関データ作成手段では、光エネルギーを対象とした既知のシェーディング情報に基づいて、注目画素の位置とこの注目画素のしきい値情報との相関データを作成しておく。
【００２８】
この相関データに基づいて、選択手段では、注目画素の位置に対応するしきい値情報を選択し、次いで比較手段において、前記選択手段で選択したしきい値情報と、前記注目画素の積算エネルギー値と、を比較する。
【００２９】
制御手段は、この比較結果に基づいて、記録素子ユニットのドット単位で制御する。これにより、シェーディング情報が加味され、適正な記録素子の制御が可能となる。
【００３０】
なお、本発明において、変調のための制御は、オン／オフ制御、パルス幅変調制御、面積変調制御等、様々な変調に対応可能であり、変調制御方法に関して限定されるものではない。
【００３１】
【発明の実施の形態】
図１には、本実施の形態に係るフラッドベッドタイプの画像記録装置１００が示されている。
【００３２】
画像記録装置１００は、４本の脚部１５４に支持された厚い板状の設置台１５６を備え、ステージ移動方向に沿って延びた２本のガイド１５８を介して、平板状のステージ１５２を備えている。ステージ１５２は、シート状の感光材料１５０を表面に吸着して保持する機能を有している。
【００３３】
ステージ１５２は、その長手方向がステージ移動方向とされ、ガイド１５８に案内されて、往復移動（走査）可能に支持されている。なお、この露光装置１００には、ステージ１５２をガイド１５８に沿って駆動するための図示しない駆動装置が設けられており、走査方向での所望の倍率に対応した移動速度（走査速度）となるように、図示しないコントローラによって駆動制御される。
【００３４】
設置台１５６の中央部には、ステージ１５２の移動経路を跨ぐようにコ字状のゲート１６０が設けられている。コ字状のゲート１６０の端部の各々は、設置台１５６の両側面に固定されている。このゲート１６０を挟んで一方の側には記録ヘッド１６２が設けられ、他方の側には感光材料１５０の先端及び後端を検知する複数（例えば、２個）の検知センサ１６４が設けられている。
【００３５】
図２に示される如く、記録ヘッド１６２は、複数の記録素子ユニット１６６を備えており、所定のタイミングでそれぞれの記録素子ユニット１６６から照射される複数の光ビームを前記ステージ１５２上の感光材料１５０へ照射すると同時にステージ１５２を移動する（走査する）ことで、感光材料１５０を露光するようになっている。
【００３６】
図２及び図３（Ｂ）に示すように、記録ヘッド１６２を構成する記録素子ユニット１６６は、ｍ行ｎ列（例えば、２行５列）の略マトリックス状に配列されており、これら複数の記録素子ユニット１６６が走査方向と直交する方向に配列される。本実施の形態では、感光材料１５０の幅との関係で、２行で合計１０個の記録素子ユニット１６６とした。
【００３７】
ここで、記録素子ユニット１６６による露光エリア１６８は、走査方向を短辺とする矩形状で、且つ、走査方向に対して所定の傾斜角で傾斜しており、ステージ１５２の移動に伴い、感光材料１５０には記録素子ユニット１６６毎に帯状の露光済み領域１７０が形成される。
【００３８】
記録素子ユニットの各々は、入射された光ビームを空間光変調素子である図示しないデジタル・マイクロミラー・デバイス（ＤＭＤ）によって、ドット単位で制御され、感光材料１５０には、ドットパターンが露光されるようになっており、この複数のドットパターンによって１画素の濃度を表現するようになっている。
【００３９】
図４に示される如く、前述した帯状の露光済み領域１７０（１つの記録素子ユニット１６６）は、二次元配列（４×５）された２０個のドットによって形成される。
【００４０】
前記二次元配列のドットパターンは、走査方向に対して傾斜されていることで、走査方向に並ぶ各ドットが、走査方向と交差する方向に並ぶドット間を通過するようになっており、高解像度化を図ることができる。
【００４１】
なお、傾斜角度の調整のばらつきによって、利用しないドットが存在する場合もあり、例えば、図４では、斜線としたドットは利用しないドットとなり、このドットに対応するＤＭＤは、常にオフ状態とする。
【００４２】
上記構成の記録素子ユニット１６６では、図５（Ａ）に示すように、シェーディングが発生している。これは、ＤＭＤや光学レンズ等を含む光学系に起因するものであり、例えばレンズ中央を通過した光と、レンズ端末を通過した光とでは、光量エネルギーに差が生じ、これがシェーディングとなり、図５（Ａ）に示すように、中央が上に凸となる山型の特性となる。
【００４３】
例えば、このようなシェーディングが生じている状態で、１８．５μｍの線幅のラインを６画素（走査方向と直交する方向の配列数）で記録しようとした場合、図５（Ｂ）に示すように、光量エネルギーが小さい領域では線幅１７．０μｍとなり、同一の画素数で光量エネルギーが大きい領域では、線幅が２２．５μｍになる（図５（Ｃ）参照）という不具合が生じる。
【００４４】
そこで、本実施の形態では、図５（Ｄ）に示すように、光量エネルギーが小さい領域においては画素数を増やし，その合成エネルギーが１８．５μｍとなるようにし、一方、光量エネルギーが大きい領域においては画素数を間引き、その合成エネルギーが光量エネルギーが小さい領域と同等の１８．５μｍとなるようにし、線幅のシェーディングによる変動を補正するようにしている（図５（Ｅ）参照）。
【００４５】
以下、図６に、シェーディング情報を加味した場合の、入力画像データに対する走査方向と交差する方向の位置におけるドットの間引きに関する画像データ補正制御のための機能的なブロック図を示す。
【００４６】
画像データ入力部１０には、画像データが入力され、フレームメモリ１２に記憶される。
【００４７】
フレームメモリ１２に記憶された画像データは、画像データ変換部１４へ送出され、複数のドットパターンで表現される。
【００４８】
解像度変換部１４には、注目画素データ読出部１６と周辺画素データ読出部１８とが接続されている。
【００４９】
注目画素データ読出部１６では、順次注目するべき画素データを読出す。一方、周辺画素データ読出部１８では、前記注目画素データ読出部１６で読み出した画素の周辺の画素データを読み出す。
【００５０】
注目画素データ読出部１６及び周辺画素データ読出部１８で読み出した画素データは、ドット単位光エネルギー演算部２０へ送出され、光エネルギー分布データメモリ２２に記憶されている光エネルギー分布（図８（Ａ）参照）に基づいて、注目画素及びその周辺画素（本実施の形態では、図８（Ｂ）に示すＰ０〜Ｐ８の９ドット）の光エネルギーが演算される。
【００５１】
このドット単位光エネルギー演算部２０で演算された各ドット毎の光エネルギーは、光エネルギー積算部３６において、積算値（全てのドットの光エネルギーの合成エネルギー値）が演算され（図８（Ｄ）参照）、比較部２６へ送出される。
【００５２】
ここで、前記注目画素データ読出部１６では、読出した画素データの位置を位置データ管理部２４へ送出しており、位置データ管理部２４では、現在読み出している画像データの位置を認識するようになっている。
【００５３】
認識している位置データは、比較データ読出部２６へ送出され、この比較データ読出部２６では、位置データに基づいて、シェーディングデータメモリ２８から、当該画素の位置のシェーディングデータを読出し、比較部３０へ送出する。
【００５４】
シェーディングデータは、予め記録ヘッド１６２の記録素子ユニット１６６を全点灯状態として、例えば光量モニタにアパーチャーを設けて、記録素子ユニット１６６の各記録素子の発光によるドット単位の位置と光量とを測定することで、得ることができる。この測定は、画像記録毎に行ってもよいし、朝一番の稼働開始時等、定期的に行うようにしてもよい。
【００５５】
この比較部３０には、前記光エネルギー積算部３６で積算された合成エネルギー値が入力されており、この合成エネルギー値と、注目画素の位置に基づいてシェーディングデータから読み出されるしきい値とが比較されるようになっている。
【００５６】
この比較部３０での比較結果は、データ生成部３２へ送出され、最終画像データとなる各記録素子ユニットの点灯を制御するためのデータが生成されて、出力部３４から送出される。
【００５７】
出力部３４から出力されたデータは、記録ヘッド１６２の図示しない制御系において、ステージ１５２の移動に同期して、当該記録ヘッド１６２の各記録素子ユニット１６６のＤＭＤを制御し、画像記録が実行される。
【００５８】
以下に本実施の形態の作用を説明する。・
（シェーディングデータの生成）
通常の画像記録では、ステージ１５２上に感光材料１５０を位置決めするが、シェーディングデータを生成する場合には、この感光材料１５０の位置と等価となる位置に光量モニタを設置する。
【００５９】
この状態で、記録ヘッド１６２を全点灯、すなわち各記録素子ユニット１６６から照射される全ドットのＤＭＤによる変調をオン状態とする。
【００６０】
光量モニタには、アパーチャーを設けることで、各ドットの光量をその位置（走査方向と交差する方向）と対応させて測定する。
【００６１】
このようにして得たシェーディングデータは、一般的に図７（Ａ）に示される如く、走査方向と交差する方向の中央が上に凸となる山型の特性となる。
【００６２】
この図７（Ａ）では、縦軸を光量エネルギーとしており、これを光エネルギー積算部３６で演算される合成エネルギー値と比較するためのしきい値に変換し、図７（Ｂ）に示される比較データが生成され、シェーディングデータメモリ２８へ記憶しておく。
（ドットパターンデータ生成）
上記シェーディングデータ（比較データ）がシェーディングデータメモリ２８に記憶された状態で、画像データ入力部１０に画像データが入力されると、これをフレームメモリ１２に記憶し、画像データ変換部１４においてドットで表現される。
【００６３】
ここで、各ドットは、図８（Ａ）に示されるようなビームエネルギースペクトラム分布となっており、図８（Ｂ）の上段に示す９画素の中央の画素（注目画素）の光ビームは、周辺画素にも影響を及ぼすことになる（強度Ｓ０〜Ｓ９）。その具体的な強度分布の相対関係の例としては、図８（Ｂ）の下段に示すように、注目画素の強度Ｓ４が最大の１０である場合に、強度Ｓ０＝２、Ｓ１＝３、Ｓ２＝２、Ｓ３＝８、Ｓ５＝７、Ｓ６＝２、Ｓ７＝４、Ｓ８＝２となる。
【００６４】
ここで、上記１つの光ビームが影響を及ぼす９ドット分を１単位として、入力画像から得られた各ドットのオン／オフデータを１単位で示すと、図８（Ｃ）の上段に示すように、ドットパターンＰ０〜Ｐ８となる。これを、図８（Ｃ）の下段に示す画像領域のエッジ部分に当てはめると、図８（Ｃ）の下段における鎖線で囲まれた領域において、それぞれのドットの強度を得ることができる。
【００６５】
すなわち、図８（Ｃ）の下段における鎖線内の各画素の積算エネルギー値Ｒは、
それぞれの画素を注目画素として、オンとなる強度を積算した値となる（以下の積算式参照）。
【００６６】
Ｒｎ＝（Ｐ０×Ｓ０）＋（Ｐ１×Ｓ１）＋（Ｐ２×Ｓ２）＋（Ｐ３×Ｓ３）＋（Ｐ４×Ｓ４）＋（Ｐ５×Ｓ５）＋（Ｐ６×Ｓ６）＋（Ｐ７×Ｓ７）＋（Ｐ８×Ｓ８）・・・（１）
（但し、ｎ＝０〜８の整数、Ｐ０〜Ｐ８＝１）
上記計算式（１）により、各画素の積算値Ｒｎは、図８（Ｄ）に示すように、Ｒ０＝２、Ｒ１＝６、Ｒ２＝８、Ｒ３＝９、Ｒ４＝２３、Ｒ５＝３３、Ｒ６＝１１、Ｒ７＝２８、Ｒ８＝４０となる。
【００６７】
このようにして作成された合成積算エネルギー値を前記シェーディングデータメモリ２８に記憶したシェーディングデータから、注目画素の位置に応じたしきい値と比較され、しきい値よりも大きい場合には１（オン）、しきい値以下の場合には０（オフ）とする。
【００６８】
例えば、図８（Ｃ）の下段において鎖線で囲んだ領域をしきい値と比較する場合、当初はこの注目画素とその周辺画素の９画素の内、右下の４画素がオン、それ以外がオフであるが、この注目画素が小さいしきい値（しきい値＝８）の位置にある場合には、９画素の内の上段を除く６画素がオンとなるように補正される（図７（Ｃ）参照）。
【００６９】
一方、注目画素が大きいしきい値（しきい値＝２３）の位置にある場合には、９画素の内右下の３画素のみがオンとなるように補正される（図７（Ｄ）参照）。
【００７０】
すなわち、元画像では４画素で表現していた部分が、シェーディングによって濃度が低く線幅が細くなると判断された場合には、画像を拡大するべく、オンにする画素を増加し（４画素→６画素）、シェーディングによって濃度が高く線幅が太くなると判断された場合には、画像を縮小するべく、オンする画素を減少させる（４画素→３画素）。
【００７１】
このような画像の拡大又は縮小を行うことで、シェーディングに起因する画像の縮小又は拡大に対して相殺でき、元の画像データに忠実かつ適正な画像を記録することができる。
【００７２】
上記のように、シェーディングデータに基づく補正が実行された画素データは、そのまま記録ヘッド１６２の各記録素子ユニット１６６におけるＤＭＤのデータになり得、１ライン（走査方向と交差する方向で同時に記憶する領域）毎のデータが揃うと、ステージ１５２の移動に同期して、感光材料１５０への画像記録が実行される。
（画像記録の流れ）
感光材料１５０を表面に吸着したステージ１５２は、図示しない駆動装置により、ガイド１５８に沿ってゲート１６０の上流側から下流側に一定速度で移動される。ステージ１５２がゲート１６０下を通過する際に、ゲート１６０に取り付けられた検知センサ１６４により感光材料１５０の先端が検出されると、前記生成されたデータに基づいて各記録素子ユニット１６６毎にＤＭＤのマイクロミラーの各々がオンオフ制御される。
【００７３】
すなわち、ＤＭＤにレーザ光が照射されると、ＤＭＤのマイクロミラーがオン状態のときに反射されたレーザ光が光学系を介して感光材料１５０へと案内され、この感光材料１５０上に結像される。
【００７４】
以上説明したように、本実施の形態では、１画素を複数のドットを表現する場合に、周辺画素との相対位置関係に基づいて、光学系等に起因するシェーディング情報に基づいて、走査方向と交差する方向によって異なるしきい値を用いて、最終的な出力データである各ドットのデータを拡大又は縮小し、前記シェーディングによる画像の縮小又は拡大が相殺され、忠実な画像を記録することが可能となる。特に、画像のエッジ部分では、画像の拡大又は縮小が顕著に現れるため、このエッジ部分に特化して本実施の形態におけるシェーディング補正を行うことで、補正のための制御負担を軽減することができる。
【００７５】
なお、本実施の形態では、空間変調素子としてＤＭＤを用い、点灯時間を一定にしてオン／オフすることでドットパターンを生成するようにしたが、オン時間比（デューティ）制御によるパルス幅変調を行ってもよい。また、１回の点灯時間を極めて短時間として、点灯回数によってドットパターンを生成してもよい。
【００７６】
さらに、本実施の形態では、空間光変調素子としてＤＭＤを備えた記録素子ユニット１６６について説明したがこのような反射型空間光変調素子の他に、透過型空間光変調素子（ＬＣＤ）を使用することもできる。例えば、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）タイプの空間光変調素子（ＳＬＭ；Ｓｐａｃｉａｌ Ｌｉｇｈｔ Ｍｏｄｕｌａｔｏｒ）や、電気光学効果により透過光を変調する光学素子（ＰＬＺＴ素子）や液晶光シャッタ（ＦＬＣ）等の液晶シャッターアレイなど、ＭＥＭＳタイプ以外の空間光変調素子を用いることも可能である。なお、ＭＥＭＳとは、ＩＣ製造プロセスを基盤としたマイクロマシニング技術によるマイクロサイズのセンサ、アクチュエータ、そして制御回路を集積化した微細システムの総称であり、ＭＥＭＳタイプの空間光変調素子とは、静電気力を利用した電気機械動作により駆動される空間光変調素子を意味している。さらに、Ｇｒａｔｉｎｇ Ｌｉｇｈｔ Ｖａｌｖｅ（ＧＬＶ）を複数ならべて二次元状に構成したものを用いることもできる。これらの反射型空間光変調素子（ＧＬＶ）や透過型空間光変調素子（ＬＣＤ）を使用する構成では、上記したレーザの他にランプ等も光源として使用可能である。
【００７７】
また、上記の実施の形態における光源としては、合波レーザ光源を複数備えたファイバアレイ光源、１個の発光点を有する単一の半導体レーザから入射されたレーザ光を出射する１本の光ファイバを備えたファイバ光源をアレイ化したファイバアレイ光源、複数の発光点が二次元状に配列された光源（たとえば、ＬＤアレイ、有機ＥＬアレイ等）、等が適用可能である。
【００７８】
さらに、本実施の形態の画像記録装置１００は、例えば、プリント配線基板（ＰＷＢ；Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｗｉｒｉｎｇ Ｂｏａｒｄ）の製造工程におけるドライ・フィルム・レジスト（ＤＦＲ；Ｄｒｙ Ｆｉｌｍ Ｒｅｓｉｓｔ）の露光、液晶表示装置（ＬＣＤ）の製造工程におけるカラーフィルタの形成、ＴＦＴの製造工程におけるＤＦＲの露光、プラズマ・ディスプレイ・パネル（ＰＤＰ）の製造工程におけるＤＦＲの露光等の用途に好適に用いることができる。
【００７９】
また、上記の画像記録装置１００には、露光により直接情報が記録されるフォトンモード感光材料、露光により発生した熱で情報が記録されるヒートモード感光材料の何れも使用することができる。フォトンモード感光材料を使用する場合、レーザ装置にはＧａＮ系半導体レーザ、波長変換固体レーザ等が使用され、ヒートモード感光材料を使用する場合、レーザ装置にはＡｌＧａＡｓ系半導体レーザ（赤外レーザ）、固体レーザが使用される。
【００８０】
【発明の効果】
以上説明した如く本発明では、二次元に配列された記録素子を備えた記録ヘッドにおいて、記録媒体へ与えるエネルギーにシェーディングが生じても、記録媒体上のエネルギー分布にシェーディングが残ることがなく、画質を向上することができるという優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態の画像記録装置の外観を示す斜視図である。
【図２】本実施の形態の画像記録装置の記録ヘッドの構成を示す斜視図である。
【図３】（Ａ）は感光材料に形成される露光済み領域を示す平面図であり、（Ｂ）は各露光ヘッドによる露光エリアの配列を示す図である。
【図４】記録素子ユニットのドット配列状態を示す平面図である。
【図５】（Ａ）は記録ヘッドの走査方向と交差する方向におけるエネルギー分布特性図、（Ｂ）は小エネルギー領域及び大エネルギー領域におけるドット単位のエネルギー分布図、（Ｃ）は線幅を示す特性図、（Ｄ）は図５（Ｂ）のシェーディング補正後のドット単位のエネルギー分布図、（Ｅ）は補正後の小及び大エネルギー領域における線幅を示す特性図である。
【図６】本実施の形態に係る画像データ補正のための制御系を示す制御ブロック図である。
【図７】（Ａ）は記録ヘッドの走査方向と交差する方向におけるエネルギー分布特性図、（Ｂ）は図７（Ａ）の特性図に対して、縦軸を積算エネルギー値と比較するためのしきい値に変換した場合の特性図、（Ｃ）は小エネルギー領域におけるドットパターンの状態を示す平面図、（Ｄ）は大エネルギー領域におけるドットパターンの状態を示す平面図である。
【図８】（Ａ）は光ビームスペクトラム図、（Ｂ）はビームエネルギー分布の強度の対応図とその具体的数値の相対位置関係を示す平面図、（Ｃ）は注目画素とその周辺画素との相対位置関係を示す平面図とその具体的位置を示す平面図、（Ｄ）は注目画素とその周辺が画素の積算エネルギー値を示す平面図である。
【符号の説明】
１０ 画像データ入力部
１２ フレームメモリ
１４ 画像データ変換部
１６ 注目画素データ読出部
１８ 周辺画素データ読出部
２０ ドット単位光量エネルギー演算部（画素エネルギー演算手段）
２２ 光量エネルギー分布データメモリ（光エネルギー分布特性記憶手段）
２４ 位置データ管理部
２６ 比較データ読出部（選択手段）
２８ シェーディングデータメモリ（相関データ作成手段）
３０ 比較部（比較手段）
３２ データ生成部
３４ 出力部（制御手段）
３６ 光エネルギー積算部（積算エネルギー値演算手段）
１００ 画像記録装置
１５０ 感光材料
１５２ ステージ
１６２ 記録ヘッド
１６６ 記録素子ユニット
【発明の属する技術分野】
本発明は、二次元配列された光ビームを形成する複数の記録素子ユニットが走査方向と交差する方向に配列されて構成された記録ヘッドを、前記画像記録面に沿って走査することで、ドットパターンによって当該画像記録面に画像を記録する画像記録方法及び画像記録装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、デジタル・マイクロミラー・デバイス（ＤＭＤ）等の空間光変調素子（記録素子）が利用され、画像データに応じて変調された光ビームを照射する記録ヘッドを用いて記録媒体へ画像を記録する（例えば、感光材料への画像露光）画像記録装置が種々提案されている（特許文献１参照）。
【０００３】
例えば、ＤＭＤは、制御信号に応じて反射面の角度が変化する多数のマイクロミラーが、シリコン等の半導体基板上にＬ行×Ｍ列の２次元状に配列されたミラーデバイスであり、単一の光源をこのＤＭＤに照射することで、ＤＭＤの分解能に応じた複数の光を独立して変調制御することができる。
【０００４】
一般に、ＤＭＤ等の記録素子は、各行の並び方向と各列の並び方向とが直交するように格子状（マトリクス状）に配列されていが、この記録素子を、走査方向に対して傾斜させて配置することで、走査時に走査線の間隔が密になり、解像度を上げることができる。
【０００５】
ところが、記録ヘッドから記録媒体（感光材料）へ与えられる光ビームのエネルギーに、シェーディングがある場合に、記録した画像の線幅にばらつきが生じることがある。
【０００６】
このため、従来では、複数の記録ヘッドを同一走査線上を走査し、所謂多重記録（多重露光）することで、記録媒体（感光材料）へ与えるエネルギーを調整するようにしていた。
【０００７】
【特許文献１】
米国特許第００５１３２７２３号
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のように記録素子を走査方向に対して微妙に傾斜させている場合には、同一走査線上を複数の記録素子が通過せず、多重記録によるエネルギー調整ができない。
【０００９】
また、記録素子の一部が同一走査線上に配置するように傾斜角度を調整した場合、走査方向に配列する複数の記録素子を利用することになり、本来高解像度のために利用できる記録素子数が減るという問題がある。
【００１０】
さらに、特に画像のエッジ部分、すなわち濃度が極端に変化する部分において、シェーディングにより光量低下が発生していると、エッジ部分が欠けて画像が縮小されてしまう。一方シェーディングにより光量増加が発生していると、エッジ部分が膨張し画像が拡大されてしまう。
【００１１】
このように、特にエッジ部分でのシェーディングの影響は画質に多大な影響を及ぼす結果となる。
【００１２】
本発明は上記事実を考慮し、二次元に配列された記録素子を備えた記録ヘッドにおいて、記録媒体へ与えるエネルギーにシェーディングが生じても、記録媒体上のエネルギー分布にシェーディングが残ることがなく、画質を向上することができる画像記録方法及び画像記録装置を得ることが目的である。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、二次元配列された光ビームを形成する複数の記録素子ユニットが走査方向と交差する方向に配列されて構成された記録ヘッドを、前記画像記録面に沿って走査することで、ドットパターンによって当該画像記録面に画像を記録する画像記録方法であって、目的とする注目画素への光ビームが、当該注目画素とその周辺画素に及ぼす光エネルギー分布特性に基づいて、目的とする注目画素とその周辺の積算エネルギー値を求め、光エネルギーを対象とした既知のシェーディング情報に基づいて、注目画素の位置とこの注目画素のしきい値情報との相関データを作成し、当該相関データに基づいて、注目画素の位置に対応するしきい値情報を選択し、選択したしきい値情報と、前記注目画素の積算エネルギー値と、を比較し、記録素子ユニットのドット単位で制御することを特徴としている。
【００１４】
請求項１に記載の発明によれば、入力される画像データの１画素を表示するために、複数のドットパターンによって表現する。
【００１５】
また、走査光学系等に起因して、走査方向と交差する方向においてシェーディングが発生する可能性がある。
【００１６】
そこで、目的とする注目画素への光ビームが、当該注目画素とその周辺画素に及ぼす光エネルギー分布特性に基づいて、目的とする注目画素とその周辺の積算エネルギー値を求め、光エネルギーを対象とした既知のシェーディング情報に基づいて、注目画素の位置とこの注目画素のしきい値情報との相関データを作成しておく。
【００１７】
この相関データに基づいて、注目画素の位置に対応するしきい値情報を選択し、選択したしきい値情報と、前記注目画素の積算エネルギー値と、を比較し、記録素子ユニットのドット単位で制御する。これにより、シェーディング情報が加味され、適正な記録素子の制御が可能となる。
【００１８】
請求項２に記載の発明は、前記請求項１に記載の発明において、前記注目画素が、画像の濃度が極端に切り替わるエッジ部分であることを特徴としている。
【００１９】
請求項２に記載の発明によれば、エッジ部分では、シェーディングによって変化する光エネルギーが顕著に現れる。そこで、シェーディングによる補正を画像エッジ部分のみとすることで、制御の負担を軽減することができる。
【００２０】
請求項３に記載の発明は、前記請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記ドット単位の制御が前記シェーディングによる画像の拡大又は縮小を相殺する縮小又は拡大であることを特徴としている。
【００２１】
請求項３に記載の発明によれば、シェーディングは、特にエッジ部分においては画像の拡大又は縮小となる。このため、このデェーディング情報に基づいてドット単位で制御することで、上記シェーディングによる画像の拡大又は縮小を相殺する縮小又は拡大させる。これにより、線幅（幅方向が走査方向と交差する方向）等を常に一致させることができる。
【００２２】
請求項４に記載の発明は、二次元配列された光ビームを形成する複数の記録素子ユニットが、走査方向と交差する方向に配列されて構成された記録ヘッドを、前記画像記録面に沿って走査することで、ドットパターンによって当該画像記録面に画像を記録する画像記録装置であって、目的とする注目画素への光ビームが、当該注目画素とその周辺画素に及ぼす光エネルギー分布特性を記憶する光エネルギー分布特性記憶手段と、前記光エネルギー分布特性記憶手段に記憶された光エネルギー分布特性に基づいて、目的とする注目画素とその周辺の画素のそれぞれのエネルギー値を演算する画素エネルギー演算手段と、前記目的及びその周辺画素の画素エネルギー値の積算エネルギー値を演算する積算エネルギー値演算手段と、画像記録時に発生する既知のシェーディング情報に基づいて、注目画素の位置と、この注目画素に対応するしきい値情報と、の相関データを作成する相関データ作成手段と、相関データ作成手段で作成された相関データから、注目画素の位置に対応するしきい値情報を選択する選択手段と、前記選択手段で選択されたしきい値情報と、前記注目画素の積算エネルギー値と、を比較する比較手段と、前記記録素子ユニットのドット単位で制御する制御手段と、を有している。
【００２３】
請求項４に記載の発明によれば、入力される画像データの１画素を表示するために、複数の二値化されたドットパターンによって表現する。
【００２４】
また、走査光学系等に起因して、走査方向と交差する方向においてシェーディングが発生する可能性がある。
【００２５】
そこで、光エネルギー分布特性記憶手段では、目的とする注目画素への光ビームが、当該注目画素とその周辺画素に及ぼす光エネルギー分布特性を記憶する。
【００２６】
この記憶された光エネルギー分布特性に基づいて、目的とする注目画素とその周辺の積算エネルギー値を演算する（画素エネルギー演算手段）。
【００２７】
一方、相関データ作成手段では、光エネルギーを対象とした既知のシェーディング情報に基づいて、注目画素の位置とこの注目画素のしきい値情報との相関データを作成しておく。
【００２８】
この相関データに基づいて、選択手段では、注目画素の位置に対応するしきい値情報を選択し、次いで比較手段において、前記選択手段で選択したしきい値情報と、前記注目画素の積算エネルギー値と、を比較する。
【００２９】
制御手段は、この比較結果に基づいて、記録素子ユニットのドット単位で制御する。これにより、シェーディング情報が加味され、適正な記録素子の制御が可能となる。
【００３０】
なお、本発明において、変調のための制御は、オン／オフ制御、パルス幅変調制御、面積変調制御等、様々な変調に対応可能であり、変調制御方法に関して限定されるものではない。
【００３１】
【発明の実施の形態】
図１には、本実施の形態に係るフラッドベッドタイプの画像記録装置１００が示されている。
【００３２】
画像記録装置１００は、４本の脚部１５４に支持された厚い板状の設置台１５６を備え、ステージ移動方向に沿って延びた２本のガイド１５８を介して、平板状のステージ１５２を備えている。ステージ１５２は、シート状の感光材料１５０を表面に吸着して保持する機能を有している。
【００３３】
ステージ１５２は、その長手方向がステージ移動方向とされ、ガイド１５８に案内されて、往復移動（走査）可能に支持されている。なお、この露光装置１００には、ステージ１５２をガイド１５８に沿って駆動するための図示しない駆動装置が設けられており、走査方向での所望の倍率に対応した移動速度（走査速度）となるように、図示しないコントローラによって駆動制御される。
【００３４】
設置台１５６の中央部には、ステージ１５２の移動経路を跨ぐようにコ字状のゲート１６０が設けられている。コ字状のゲート１６０の端部の各々は、設置台１５６の両側面に固定されている。このゲート１６０を挟んで一方の側には記録ヘッド１６２が設けられ、他方の側には感光材料１５０の先端及び後端を検知する複数（例えば、２個）の検知センサ１６４が設けられている。
【００３５】
図２に示される如く、記録ヘッド１６２は、複数の記録素子ユニット１６６を備えており、所定のタイミングでそれぞれの記録素子ユニット１６６から照射される複数の光ビームを前記ステージ１５２上の感光材料１５０へ照射すると同時にステージ１５２を移動する（走査する）ことで、感光材料１５０を露光するようになっている。
【００３６】
図２及び図３（Ｂ）に示すように、記録ヘッド１６２を構成する記録素子ユニット１６６は、ｍ行ｎ列（例えば、２行５列）の略マトリックス状に配列されており、これら複数の記録素子ユニット１６６が走査方向と直交する方向に配列される。本実施の形態では、感光材料１５０の幅との関係で、２行で合計１０個の記録素子ユニット１６６とした。
【００３７】
ここで、記録素子ユニット１６６による露光エリア１６８は、走査方向を短辺とする矩形状で、且つ、走査方向に対して所定の傾斜角で傾斜しており、ステージ１５２の移動に伴い、感光材料１５０には記録素子ユニット１６６毎に帯状の露光済み領域１７０が形成される。
【００３８】
記録素子ユニットの各々は、入射された光ビームを空間光変調素子である図示しないデジタル・マイクロミラー・デバイス（ＤＭＤ）によって、ドット単位で制御され、感光材料１５０には、ドットパターンが露光されるようになっており、この複数のドットパターンによって１画素の濃度を表現するようになっている。
【００３９】
図４に示される如く、前述した帯状の露光済み領域１７０（１つの記録素子ユニット１６６）は、二次元配列（４×５）された２０個のドットによって形成される。
【００４０】
前記二次元配列のドットパターンは、走査方向に対して傾斜されていることで、走査方向に並ぶ各ドットが、走査方向と交差する方向に並ぶドット間を通過するようになっており、高解像度化を図ることができる。
【００４１】
なお、傾斜角度の調整のばらつきによって、利用しないドットが存在する場合もあり、例えば、図４では、斜線としたドットは利用しないドットとなり、このドットに対応するＤＭＤは、常にオフ状態とする。
【００４２】
上記構成の記録素子ユニット１６６では、図５（Ａ）に示すように、シェーディングが発生している。これは、ＤＭＤや光学レンズ等を含む光学系に起因するものであり、例えばレンズ中央を通過した光と、レンズ端末を通過した光とでは、光量エネルギーに差が生じ、これがシェーディングとなり、図５（Ａ）に示すように、中央が上に凸となる山型の特性となる。
【００４３】
例えば、このようなシェーディングが生じている状態で、１８．５μｍの線幅のラインを６画素（走査方向と直交する方向の配列数）で記録しようとした場合、図５（Ｂ）に示すように、光量エネルギーが小さい領域では線幅１７．０μｍとなり、同一の画素数で光量エネルギーが大きい領域では、線幅が２２．５μｍになる（図５（Ｃ）参照）という不具合が生じる。
【００４４】
そこで、本実施の形態では、図５（Ｄ）に示すように、光量エネルギーが小さい領域においては画素数を増やし，その合成エネルギーが１８．５μｍとなるようにし、一方、光量エネルギーが大きい領域においては画素数を間引き、その合成エネルギーが光量エネルギーが小さい領域と同等の１８．５μｍとなるようにし、線幅のシェーディングによる変動を補正するようにしている（図５（Ｅ）参照）。
【００４５】
以下、図６に、シェーディング情報を加味した場合の、入力画像データに対する走査方向と交差する方向の位置におけるドットの間引きに関する画像データ補正制御のための機能的なブロック図を示す。
【００４６】
画像データ入力部１０には、画像データが入力され、フレームメモリ１２に記憶される。
【００４７】
フレームメモリ１２に記憶された画像データは、画像データ変換部１４へ送出され、複数のドットパターンで表現される。
【００４８】
解像度変換部１４には、注目画素データ読出部１６と周辺画素データ読出部１８とが接続されている。
【００４９】
注目画素データ読出部１６では、順次注目するべき画素データを読出す。一方、周辺画素データ読出部１８では、前記注目画素データ読出部１６で読み出した画素の周辺の画素データを読み出す。
【００５０】
注目画素データ読出部１６及び周辺画素データ読出部１８で読み出した画素データは、ドット単位光エネルギー演算部２０へ送出され、光エネルギー分布データメモリ２２に記憶されている光エネルギー分布（図８（Ａ）参照）に基づいて、注目画素及びその周辺画素（本実施の形態では、図８（Ｂ）に示すＰ０〜Ｐ８の９ドット）の光エネルギーが演算される。
【００５１】
このドット単位光エネルギー演算部２０で演算された各ドット毎の光エネルギーは、光エネルギー積算部３６において、積算値（全てのドットの光エネルギーの合成エネルギー値）が演算され（図８（Ｄ）参照）、比較部２６へ送出される。
【００５２】
ここで、前記注目画素データ読出部１６では、読出した画素データの位置を位置データ管理部２４へ送出しており、位置データ管理部２４では、現在読み出している画像データの位置を認識するようになっている。
【００５３】
認識している位置データは、比較データ読出部２６へ送出され、この比較データ読出部２６では、位置データに基づいて、シェーディングデータメモリ２８から、当該画素の位置のシェーディングデータを読出し、比較部３０へ送出する。
【００５４】
シェーディングデータは、予め記録ヘッド１６２の記録素子ユニット１６６を全点灯状態として、例えば光量モニタにアパーチャーを設けて、記録素子ユニット１６６の各記録素子の発光によるドット単位の位置と光量とを測定することで、得ることができる。この測定は、画像記録毎に行ってもよいし、朝一番の稼働開始時等、定期的に行うようにしてもよい。
【００５５】
この比較部３０には、前記光エネルギー積算部３６で積算された合成エネルギー値が入力されており、この合成エネルギー値と、注目画素の位置に基づいてシェーディングデータから読み出されるしきい値とが比較されるようになっている。
【００５６】
この比較部３０での比較結果は、データ生成部３２へ送出され、最終画像データとなる各記録素子ユニットの点灯を制御するためのデータが生成されて、出力部３４から送出される。
【００５７】
出力部３４から出力されたデータは、記録ヘッド１６２の図示しない制御系において、ステージ１５２の移動に同期して、当該記録ヘッド１６２の各記録素子ユニット１６６のＤＭＤを制御し、画像記録が実行される。
【００５８】
以下に本実施の形態の作用を説明する。・
（シェーディングデータの生成）
通常の画像記録では、ステージ１５２上に感光材料１５０を位置決めするが、シェーディングデータを生成する場合には、この感光材料１５０の位置と等価となる位置に光量モニタを設置する。
【００５９】
この状態で、記録ヘッド１６２を全点灯、すなわち各記録素子ユニット１６６から照射される全ドットのＤＭＤによる変調をオン状態とする。
【００６０】
光量モニタには、アパーチャーを設けることで、各ドットの光量をその位置（走査方向と交差する方向）と対応させて測定する。
【００６１】
このようにして得たシェーディングデータは、一般的に図７（Ａ）に示される如く、走査方向と交差する方向の中央が上に凸となる山型の特性となる。
【００６２】
この図７（Ａ）では、縦軸を光量エネルギーとしており、これを光エネルギー積算部３６で演算される合成エネルギー値と比較するためのしきい値に変換し、図７（Ｂ）に示される比較データが生成され、シェーディングデータメモリ２８へ記憶しておく。
（ドットパターンデータ生成）
上記シェーディングデータ（比較データ）がシェーディングデータメモリ２８に記憶された状態で、画像データ入力部１０に画像データが入力されると、これをフレームメモリ１２に記憶し、画像データ変換部１４においてドットで表現される。
【００６３】
ここで、各ドットは、図８（Ａ）に示されるようなビームエネルギースペクトラム分布となっており、図８（Ｂ）の上段に示す９画素の中央の画素（注目画素）の光ビームは、周辺画素にも影響を及ぼすことになる（強度Ｓ０〜Ｓ９）。その具体的な強度分布の相対関係の例としては、図８（Ｂ）の下段に示すように、注目画素の強度Ｓ４が最大の１０である場合に、強度Ｓ０＝２、Ｓ１＝３、Ｓ２＝２、Ｓ３＝８、Ｓ５＝７、Ｓ６＝２、Ｓ７＝４、Ｓ８＝２となる。
【００６４】
ここで、上記１つの光ビームが影響を及ぼす９ドット分を１単位として、入力画像から得られた各ドットのオン／オフデータを１単位で示すと、図８（Ｃ）の上段に示すように、ドットパターンＰ０〜Ｐ８となる。これを、図８（Ｃ）の下段に示す画像領域のエッジ部分に当てはめると、図８（Ｃ）の下段における鎖線で囲まれた領域において、それぞれのドットの強度を得ることができる。
【００６５】
すなわち、図８（Ｃ）の下段における鎖線内の各画素の積算エネルギー値Ｒは、
それぞれの画素を注目画素として、オンとなる強度を積算した値となる（以下の積算式参照）。
【００６６】
Ｒｎ＝（Ｐ０×Ｓ０）＋（Ｐ１×Ｓ１）＋（Ｐ２×Ｓ２）＋（Ｐ３×Ｓ３）＋（Ｐ４×Ｓ４）＋（Ｐ５×Ｓ５）＋（Ｐ６×Ｓ６）＋（Ｐ７×Ｓ７）＋（Ｐ８×Ｓ８）・・・（１）
（但し、ｎ＝０〜８の整数、Ｐ０〜Ｐ８＝１）
上記計算式（１）により、各画素の積算値Ｒｎは、図８（Ｄ）に示すように、Ｒ０＝２、Ｒ１＝６、Ｒ２＝８、Ｒ３＝９、Ｒ４＝２３、Ｒ５＝３３、Ｒ６＝１１、Ｒ７＝２８、Ｒ８＝４０となる。
【００６７】
このようにして作成された合成積算エネルギー値を前記シェーディングデータメモリ２８に記憶したシェーディングデータから、注目画素の位置に応じたしきい値と比較され、しきい値よりも大きい場合には１（オン）、しきい値以下の場合には０（オフ）とする。
【００６８】
例えば、図８（Ｃ）の下段において鎖線で囲んだ領域をしきい値と比較する場合、当初はこの注目画素とその周辺画素の９画素の内、右下の４画素がオン、それ以外がオフであるが、この注目画素が小さいしきい値（しきい値＝８）の位置にある場合には、９画素の内の上段を除く６画素がオンとなるように補正される（図７（Ｃ）参照）。
【００６９】
一方、注目画素が大きいしきい値（しきい値＝２３）の位置にある場合には、９画素の内右下の３画素のみがオンとなるように補正される（図７（Ｄ）参照）。
【００７０】
すなわち、元画像では４画素で表現していた部分が、シェーディングによって濃度が低く線幅が細くなると判断された場合には、画像を拡大するべく、オンにする画素を増加し（４画素→６画素）、シェーディングによって濃度が高く線幅が太くなると判断された場合には、画像を縮小するべく、オンする画素を減少させる（４画素→３画素）。
【００７１】
このような画像の拡大又は縮小を行うことで、シェーディングに起因する画像の縮小又は拡大に対して相殺でき、元の画像データに忠実かつ適正な画像を記録することができる。
【００７２】
上記のように、シェーディングデータに基づく補正が実行された画素データは、そのまま記録ヘッド１６２の各記録素子ユニット１６６におけるＤＭＤのデータになり得、１ライン（走査方向と交差する方向で同時に記憶する領域）毎のデータが揃うと、ステージ１５２の移動に同期して、感光材料１５０への画像記録が実行される。
（画像記録の流れ）
感光材料１５０を表面に吸着したステージ１５２は、図示しない駆動装置により、ガイド１５８に沿ってゲート１６０の上流側から下流側に一定速度で移動される。ステージ１５２がゲート１６０下を通過する際に、ゲート１６０に取り付けられた検知センサ１６４により感光材料１５０の先端が検出されると、前記生成されたデータに基づいて各記録素子ユニット１６６毎にＤＭＤのマイクロミラーの各々がオンオフ制御される。
【００７３】
すなわち、ＤＭＤにレーザ光が照射されると、ＤＭＤのマイクロミラーがオン状態のときに反射されたレーザ光が光学系を介して感光材料１５０へと案内され、この感光材料１５０上に結像される。
【００７４】
以上説明したように、本実施の形態では、１画素を複数のドットを表現する場合に、周辺画素との相対位置関係に基づいて、光学系等に起因するシェーディング情報に基づいて、走査方向と交差する方向によって異なるしきい値を用いて、最終的な出力データである各ドットのデータを拡大又は縮小し、前記シェーディングによる画像の縮小又は拡大が相殺され、忠実な画像を記録することが可能となる。特に、画像のエッジ部分では、画像の拡大又は縮小が顕著に現れるため、このエッジ部分に特化して本実施の形態におけるシェーディング補正を行うことで、補正のための制御負担を軽減することができる。
【００７５】
なお、本実施の形態では、空間変調素子としてＤＭＤを用い、点灯時間を一定にしてオン／オフすることでドットパターンを生成するようにしたが、オン時間比（デューティ）制御によるパルス幅変調を行ってもよい。また、１回の点灯時間を極めて短時間として、点灯回数によってドットパターンを生成してもよい。
【００７６】
さらに、本実施の形態では、空間光変調素子としてＤＭＤを備えた記録素子ユニット１６６について説明したがこのような反射型空間光変調素子の他に、透過型空間光変調素子（ＬＣＤ）を使用することもできる。例えば、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）タイプの空間光変調素子（ＳＬＭ；Ｓｐａｃｉａｌ Ｌｉｇｈｔ Ｍｏｄｕｌａｔｏｒ）や、電気光学効果により透過光を変調する光学素子（ＰＬＺＴ素子）や液晶光シャッタ（ＦＬＣ）等の液晶シャッターアレイなど、ＭＥＭＳタイプ以外の空間光変調素子を用いることも可能である。なお、ＭＥＭＳとは、ＩＣ製造プロセスを基盤としたマイクロマシニング技術によるマイクロサイズのセンサ、アクチュエータ、そして制御回路を集積化した微細システムの総称であり、ＭＥＭＳタイプの空間光変調素子とは、静電気力を利用した電気機械動作により駆動される空間光変調素子を意味している。さらに、Ｇｒａｔｉｎｇ Ｌｉｇｈｔ Ｖａｌｖｅ（ＧＬＶ）を複数ならべて二次元状に構成したものを用いることもできる。これらの反射型空間光変調素子（ＧＬＶ）や透過型空間光変調素子（ＬＣＤ）を使用する構成では、上記したレーザの他にランプ等も光源として使用可能である。
【００７７】
また、上記の実施の形態における光源としては、合波レーザ光源を複数備えたファイバアレイ光源、１個の発光点を有する単一の半導体レーザから入射されたレーザ光を出射する１本の光ファイバを備えたファイバ光源をアレイ化したファイバアレイ光源、複数の発光点が二次元状に配列された光源（たとえば、ＬＤアレイ、有機ＥＬアレイ等）、等が適用可能である。
【００７８】
さらに、本実施の形態の画像記録装置１００は、例えば、プリント配線基板（ＰＷＢ；Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｗｉｒｉｎｇ Ｂｏａｒｄ）の製造工程におけるドライ・フィルム・レジスト（ＤＦＲ；Ｄｒｙ Ｆｉｌｍ Ｒｅｓｉｓｔ）の露光、液晶表示装置（ＬＣＤ）の製造工程におけるカラーフィルタの形成、ＴＦＴの製造工程におけるＤＦＲの露光、プラズマ・ディスプレイ・パネル（ＰＤＰ）の製造工程におけるＤＦＲの露光等の用途に好適に用いることができる。
【００７９】
また、上記の画像記録装置１００には、露光により直接情報が記録されるフォトンモード感光材料、露光により発生した熱で情報が記録されるヒートモード感光材料の何れも使用することができる。フォトンモード感光材料を使用する場合、レーザ装置にはＧａＮ系半導体レーザ、波長変換固体レーザ等が使用され、ヒートモード感光材料を使用する場合、レーザ装置にはＡｌＧａＡｓ系半導体レーザ（赤外レーザ）、固体レーザが使用される。
【００８０】
【発明の効果】
以上説明した如く本発明では、二次元に配列された記録素子を備えた記録ヘッドにおいて、記録媒体へ与えるエネルギーにシェーディングが生じても、記録媒体上のエネルギー分布にシェーディングが残ることがなく、画質を向上することができるという優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態の画像記録装置の外観を示す斜視図である。
【図２】本実施の形態の画像記録装置の記録ヘッドの構成を示す斜視図である。
【図３】（Ａ）は感光材料に形成される露光済み領域を示す平面図であり、（Ｂ）は各露光ヘッドによる露光エリアの配列を示す図である。
【図４】記録素子ユニットのドット配列状態を示す平面図である。
【図５】（Ａ）は記録ヘッドの走査方向と交差する方向におけるエネルギー分布特性図、（Ｂ）は小エネルギー領域及び大エネルギー領域におけるドット単位のエネルギー分布図、（Ｃ）は線幅を示す特性図、（Ｄ）は図５（Ｂ）のシェーディング補正後のドット単位のエネルギー分布図、（Ｅ）は補正後の小及び大エネルギー領域における線幅を示す特性図である。
【図６】本実施の形態に係る画像データ補正のための制御系を示す制御ブロック図である。
【図７】（Ａ）は記録ヘッドの走査方向と交差する方向におけるエネルギー分布特性図、（Ｂ）は図７（Ａ）の特性図に対して、縦軸を積算エネルギー値と比較するためのしきい値に変換した場合の特性図、（Ｃ）は小エネルギー領域におけるドットパターンの状態を示す平面図、（Ｄ）は大エネルギー領域におけるドットパターンの状態を示す平面図である。
【図８】（Ａ）は光ビームスペクトラム図、（Ｂ）はビームエネルギー分布の強度の対応図とその具体的数値の相対位置関係を示す平面図、（Ｃ）は注目画素とその周辺画素との相対位置関係を示す平面図とその具体的位置を示す平面図、（Ｄ）は注目画素とその周辺が画素の積算エネルギー値を示す平面図である。
【符号の説明】
１０ 画像データ入力部
１２ フレームメモリ
１４ 画像データ変換部
１６ 注目画素データ読出部
１８ 周辺画素データ読出部
２０ ドット単位光量エネルギー演算部（画素エネルギー演算手段）
２２ 光量エネルギー分布データメモリ（光エネルギー分布特性記憶手段）
２４ 位置データ管理部
２６ 比較データ読出部（選択手段）
２８ シェーディングデータメモリ（相関データ作成手段）
３０ 比較部（比較手段）
３２ データ生成部
３４ 出力部（制御手段）
３６ 光エネルギー積算部（積算エネルギー値演算手段）
１００ 画像記録装置
１５０ 感光材料
１５２ ステージ
１６２ 記録ヘッド
１６６ 記録素子ユニット
Claims (4)
- 二次元配列された光ビームを形成する複数の記録素子ユニットが走査方向と交差する方向に配列されて構成された記録ヘッドを、前記画像記録面に沿って走査することで、ドットパターンによって当該画像記録面に画像を記録する画像記録方法であって、
目的とする注目画素への光ビームが、当該注目画素とその周辺画素に及ぼす光エネルギー分布特性に基づいて、目的とする注目画素とその周辺の積算エネルギー値を求め、
光エネルギーを対象とした既知のシェーディング情報に基づいて、注目画素の位置とこの注目画素のしきい値情報との相関データを作成し、
当該相関データに基づいて、注目画素の位置に対応するしきい値情報を選択し、
選択したしきい値情報と、前記注目画素の積算エネルギー値と、を比較し、
記録素子ユニットのドット単位で制御することを特徴とする画像記録方法。 - 前記注目画素が、画像の濃度が極端に切り替わるエッジ部分であることを特徴とする請求項１記載の画像記録方法。
- 前記ドット単位の制御が前記シェーディングによる画像の拡大又は縮小を相殺する縮小又は拡大であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の画像記録方法。
- 二次元配列された光ビームを形成する複数の記録素子ユニットが、走査方向と交差する方向に配列されて構成された記録ヘッドを、前記画像記録面に沿って走査することで、ドットパターンによって当該画像記録面に画像を記録する画像記録装置であって、
目的とする注目画素への光ビームが、当該注目画素とその周辺画素に及ぼす光エネルギー分布特性を記憶する光エネルギー分布特性記憶手段と、
前記光エネルギー分布特性記憶手段に記憶された光エネルギー分布特性に基づいて、目的とする注目画素とその周辺の画素のそれぞれのエネルギー値を演算する画素エネルギー演算手段と、
前記目的及びその周辺画素の画素エネルギー値の積算エネルギー値を演算する積算エネルギー値演算手段と、
画像記録時に発生する既知のシェーディング情報に基づいて、注目画素の位置と、この注目画素に対応するしきい値情報と、の相関データを作成する相関データ作成手段と、
相関データ作成手段で作成された相関データから、注目画素の位置に対応するしきい値情報を選択する選択手段と、
前記選択手段で選択されたしきい値情報と、前記注目画素の積算エネルギー値と、を比較する比較手段と、
前記記録素子ユニットのドット単位で制御する制御手段と、
を有する画像記録装置。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2003190434A JP2005022249A (ja) | 2003-07-02 | 2003-07-02 | 画像記録方法及び画像記録装置 |
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Publications (1)
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|---|---|
| JP2005022249A true JP2005022249A (ja) | 2005-01-27 |
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| JP2003190434A Pending JP2005022249A (ja) | 2003-07-02 | 2003-07-02 | 画像記録方法及び画像記録装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
2003
- 2003-07-02 JP JP2003190434A patent/JP2005022249A/ja active Pending
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